اخبار

محافظ برق که محافظ رعد و برق نیز نامیده می شود، یک وسیله الکترونیکی است که حفاظت ایمنی را برای تجهیزات الکترونیکی مختلف، ابزار آلات و خطوط ارتباطی فراهم می کند. هنگامی که یک جریان یا ولتاژ ناگهانی در مدار الکتریکی یا مدار ارتباطی به دلیل تداخل خارجی ایجاد می شود، افزایش می یابد. محافظ می تواند در مدت زمان بسیار کوتاهی هدایت و شنت کند، به طوری که از آسیب رساندن ولتاژ به سایر تجهیزات در مدار جلوگیری کند. شکاف تخلیه اجزای اصلی (همچنین به عنوان شکاف حفاظتی شناخته می شود): به طور کلی از دو میله فلزی تشکیل شده است که در معرض هوا هستند. یک شکاف مشخص بین آنها، که یکی از آنها به خط فاز برق L1 یا خط خنثی (N) دستگاه حفاظتی مورد نیاز متصل است، یک میله فلزی دیگر به سیم زمین (PE) متصل است. هنگامی که اضافه ولتاژ لحظه ای ایجاد می شود، شکاف شکسته می شود و بخشی از شارژ اضافه ولتاژ به زمین وارد می شود و از افزایش ولتاژ روی تجهیزات محافظت شده جلوگیری می شود. فاصله بین دو میله فلزی در شکاف تخلیه را می توان در صورت لزوم تنظیم کرد. و ساختار نسبتاً ساده است، اما نقطه ضعف آن این است که عملکرد خاموش کردن قوس ضعیف است. شکاف تخلیه بهبود یافته یک شکاف زاویه ای است. عملکرد خاموش کننده قوس آن بهتر از قبلی است. برای خاموش کردن قوس به توان الکتریکی F مدار و اثر افزایشی جریان هوای گرم متکی است.
لوله تخلیه گاز از یک جفت صفحه کاتد سرد تشکیل شده است که از یکدیگر جدا شده و در یک لوله شیشه ای یا لوله سرامیکی پر شده با گاز بی اثر معین (Ar) محصور شده اند. به منظور بهبود احتمال تحریک لوله تخلیه، وجود دارد. یک عامل تحریک کننده کمکی در لوله تخلیه. این لوله تخلیه پر از گاز دارای نوع دو قطبی و نوع سه قطبی است. پارامترهای فنی لوله تخلیه گاز عمدتاً عبارتند از: ولتاژ تخلیه DC Udc. ولتاژ تخلیه ضربه ای بالا (معمولاً بالا≈(2~3) Udc؛ فرکانس توان جریان در؛ ضربه و جریان Ip؛ ​​مقاومت عایق R (> 109Ω)؛ ظرفیت بین الکترود (1-5PF). گاز لوله تخلیه را می توان در هر دو شرایط DC و AC استفاده کرد. ولتاژ تخلیه DC انتخاب شده Udc به شرح زیر است: استفاده در شرایط DC: Udc≥1.8U0 (U0 ولتاژ DC برای عملکرد خط عادی است) استفاده در شرایط AC: U dc≥ 1.44Un (Un مقدار مؤثر ولتاژ AC برای عملکرد خط معمولی است) وریستور بر اساس ZnO به عنوان جزء اصلی مقاومت غیر خطی نیمه هادی اکسید فلزی است، زمانی که ولتاژ اعمال شده به دو سر آن به مقدار معینی می رسد، مقاومت به ولتاژ بسیار حساس است.اصل کار آن معادل اتصال سری و موازی چند PN نیمه هادی است.ویژگی های وریستورها خصوصیات خطی خوب غیرخطی (I=ضریب غیر خطی α در CUα)، جریان زیاد است. ظرفیت (~2KA/cm2)، نشتی معمولی کم جریان سنی (10-7-10-6A)، ولتاژ باقیمانده کم (بسته به کار ولتاژ وریستور و ظرفیت جریان)، زمان پاسخ سریع به اضافه ولتاژ گذرا (~10-8 ثانیه)، بدون چرخش آزاد. پارامترهای فنی وریستور عمدتاً عبارتند از: ولتاژ وریستور (یعنی ولتاژ سوئیچینگ) UN، ولتاژ مرجع Ulma. اوره ولتاژ باقیمانده; نسبت ولتاژ باقیمانده K (K=Ures/UN)؛ حداکثر ظرفیت فعلی Imax; جریان نشتی؛ زمان پاسخ. شرایط استفاده از وریستور عبارتند از: ولتاژ وریستور: UN≥[(√2×1.2)/0.7] Uo (Uo ولتاژ نامی منبع تغذیه فرکانس صنعتی است) حداقل ولتاژ مرجع: Ulma ≥ (1.8 ~ 2) Uac (استفاده شده) تحت شرایط DC) Ulma ≥ (2.2 ~ 2.5) Uac (در شرایط AC استفاده می شود، Uac ولتاژ کاری AC است) حداکثر ولتاژ مرجع وریستور باید با ولتاژ مقاومت دستگاه الکترونیکی محافظت شده و ولتاژ باقیمانده تعیین شود. وریستور باید کمتر از سطح ولتاژ تلفات دستگاه الکترونیکی محافظت شده باشد، یعنی (Ulma)max≤Ub/K، فرمول فوق K نسبت ولتاژ باقیمانده است، Ub ولتاژ تلفات تجهیزات محافظت شده است.
دیود سرکوبگر دیود سرکوبگر وظیفه بستن و محدود کردن ولتاژ را دارد. در ناحیه شکست معکوس کار می کند. به دلیل ولتاژ گیره پایین و واکنش سریع عملی آن، به ویژه برای چند سطح اخیر حفاظت در مدارهای حفاظتی چند سطحی مناسب است. عنصر. ویژگی های ولت آمپر دیود سرکوب در منطقه شکست را می توان با فرمول زیر بیان کرد: I=CUα، که α ضریب غیر خطی است، برای دیود زنر α=7×9، در دیود بهمن α= 5 تا 7. دیود سرکوب پارامترهای فنی اصلی عبارتند از: ⑴ ولتاژ شکست نامی، که به ولتاژ شکست تحت جریان شکست معکوس مشخص شده (معمولا lma) اشاره دارد. در مورد دیود زنر، ولتاژ شکست نامی معمولاً در محدوده 2.9 ولت تا 4.7 ولت است و ولتاژ شکست نامی دیودهای بهمنی اغلب در محدوده 5.6 ولت تا 200 ولت است. حداکثر ولتاژ گیره: به بالاترین ولتاژ اشاره دارد. ولتاژی که هنگام عبور جریان زیاد شکل موج مشخص شده در هر دو انتهای لوله ظاهر می شود. ⑶ توان پالس: به حاصل ضرب حداکثر ولتاژ گیره در هر دو انتهای لوله و مقدار معادل جریان در لوله اشاره دارد. تحت شکل موج جریان مشخص شده (مانند 10/1000μs).⑷ولتاژ جابجایی معکوس: به حداکثر ولتاژی اشاره دارد که می تواند به هر دو انتهای لوله در ناحیه نشتی معکوس اعمال شود و لوله نباید تحت این ولتاژ شکسته شود. این ولتاژ جابجایی معکوس باید به طور قابل توجهی بیشتر از اوج ولتاژ عملیاتی سیستم الکترونیکی محافظت شده باشد، یعنی زمانی که سیستم به طور معمول کار می کند نمی تواند در حالت هدایت ضعیف باشد. حداکثر جریان نشتی: به این اشاره دارد. حداکثر جریان معکوس که در لوله تحت تأثیر ولتاژ جابجایی معکوس جریان می یابد. زمان پاسخ: 10-11 ثانیه سیم پیچ خفه کننده سیم پیچ خفه کننده یک دستگاه سرکوب تداخل حالت معمول است که هسته آن فریت است. از دو سیم پیچ با اندازه یکسان و تعداد چرخش یکسان تشکیل شده است که به طور متقارن روی یک فریت پیچیده شده اند. یک دستگاه چهار ترمینال بر روی هسته حلقوی بدنه تشکیل شده است که تأثیر سرکوب کننده ای بر اندوکتانس زیاد حالت مشترک دارد. سیگنال، اما تاثیر کمی بر اندوکتانس نشتی کوچک برای سیگنال حالت دیفرانسیل دارد. استفاده از سیم پیچ های چوک در خطوط متعادل می تواند به طور موثر سیگنال های تداخل حالت رایج (مانند تداخل رعد و برق) را بدون تأثیر بر انتقال طبیعی سیگنال های حالت دیفرانسیل در دستگاه سرکوب کند. خط. سیم پیچ چوک باید الزامات زیر را در طول تولید برآورده کند: 1) سیم های پیچ خورده روی هسته سیم پیچ باید از یکدیگر عایق بندی شوند تا اطمینان حاصل شود که در اثر اضافه ولتاژ آنی، خرابی اتصال کوتاه بین چرخش سیم پیچ رخ نمی دهد. 2) هنگامی که یک جریان لحظه ای زیادی از سیم پیچ می گذرد، هسته مغناطیسی نباید اشباع شود. 3) هسته مغناطیسی در سیم پیچ باید عایق شده باشد. سیم پیچ برای جلوگیری از خرابی بین این دو در اثر اضافه ولتاژ گذرا. 4) سیم پیچ باید تا حد امکان در یک لایه پیچیده شود. این می تواند ظرفیت انگلی سیم پیچ را کاهش دهد و توانایی سیم پیچ را برای مقاومت در برابر اضافه ولتاژ لحظه ای افزایش دهد. دستگاه اتصال کوتاه 1/4 طول موج دستگاه اتصال کوتاه 1/4 طول موج یک محافظ امواج مایکروویو است که بر اساس تجزیه و تحلیل طیف رعد و برق ساخته شده است. امواج و تئوری موج ایستاده آنتن و فیدر. طول میله اتصال کوتاه فلزی در این محافظ بر اساس سیگنال کار است. فرکانس (مانند 900MHZ یا 1800MHZ) با اندازه طول موج 1/4 تعیین می شود. فرکانس سیگنال کاری که معادل یک مدار باز است و تاثیری بر انتقال سیگنال ندارد. با این حال، برای امواج رعد و برق، به دلیل اینکه انرژی رعد و برق عمدتاً زیر n+KHZ توزیع می شود، این نوار کوتاه کننده امپدانس موج صاعقه بسیار کوچک است که معادل یک اتصال کوتاه است و سطح انرژی رعد و برق به زمین نشت می کند. قطر نوار اتصال کوتاه 1/4 طول موج به طور کلی چند میلی متر است، عملکرد مقاومت جریان ضربه خوب است، که می تواند به بیش از 30KA (8/20μs) برسد، و ولتاژ باقیمانده بسیار کوچک است. این ولتاژ باقیمانده عمدتاً ناشی از اندوکتانس خود میله اتصال کوتاه است. نقطه ضعف آن این است که باند فرکانس توان نسبتاً باریک است و پهنای باند حدود 2٪ تا 20٪ است. نقص دیگر این است که امکان اضافه کردن یک بایاس DC به امکانات تغذیه آنتن وجود ندارد، که کاربردهای خاصی را محدود می کند.

حفاظت سلسله مراتبی محافظ برق (که به عنوان محافظ صاعقه نیز شناخته می شود) حفاظت سلسله مراتبی از آنجایی که انرژی صاعقه بسیار زیاد است، لازم است به تدریج انرژی صاعقه با روش تخلیه سلسله مراتبی به زمین تخلیه شود. صاعقه سطح اول دستگاه حفاظتی می تواند جریان مستقیم صاعقه را تخلیه کند یا انرژی عظیمی را که در هنگام برخورد مستقیم با خط انتقال برق توسط صاعقه انجام می شود تخلیه کند. برای مکان هایی که ممکن است صاعقه مستقیم رخ دهد، حفاظت صاعقه CLASS-I باید انجام شود. دستگاه حفاظت صاعقه سطح دوم یک وسیله حفاظتی برای ولتاژ باقیمانده دستگاه حفاظت صاعقه در سطح جلو و برخورد صاعقه القایی در منطقه است. . هنگامی که جذب انرژی برخورد صاعقه در سطح جلو اتفاق می افتد، هنوز بخشی از تجهیزات یا دستگاه حفاظت صاعقه سطح سوم وجود دارد. این مقدار بسیار زیادی انرژی است که منتقل می شود و باید توسط دستگاه حفاظت صاعقه سطح دوم بیشتر جذب شود. در همان زمان، خط انتقالی که از دستگاه حفاظت صاعقه سطح اول می گذرد نیز باعث ایجاد رعد و برق می شود. تابش پالس الکترومغناطیسی LEMP. هنگامی که خط به اندازه کافی طولانی است، انرژی صاعقه القایی به اندازه کافی بزرگ می شود و دستگاه حفاظت صاعقه سطح دوم برای تخلیه بیشتر انرژی صاعقه مورد نیاز است. دستگاه حفاظت صاعقه سطح سوم از LEMP و انرژی باقیمانده صاعقه که از آن عبور می کند محافظت می کند. دستگاه حفاظت در برابر صاعقه سطح دوم. هدف از سطح اول حفاظت، جلوگیری از هدایت ولتاژ افزایش مستقیم از ناحیه LPZ0 به ناحیه LPZ1 و محدود کردن ولتاژ نوسان ده ها هزار تا صدها هزار است. ولت تا 2500-3000 ولت. محافظ برق نصب شده در سمت ولتاژ پایین ترانسفورماتور برق خانگی باید به عنوان اولین سطح حفاظتی محافظ برق از نوع سوئیچ ولتاژ سه فاز باشد و سرعت جریان صاعقه آن نباید باشد. کمتر از 60KA. این سطح از محافظ نوسان برق باید یک محافظ برق با ظرفیت بالا باشد که بین هر فاز از خط ورودی منبع تغذیه کاربر متصل است. سیستم و زمین.به طور کلی لازم است که این سطح از محافظ نوسان برق حداکثر ظرفیت ضربه بیش از 100KA در هر فاز داشته باشد و ولتاژ حد مورد نیاز کمتر از 1500 ولت باشد که به آن محافظ برق CLASS I می گویند. این صاعقه های الکترومغناطیسی دستگاه‌های حفاظتی به‌طور ویژه برای مقاومت در برابر جریان‌های بزرگ صاعقه و صاعقه القایی و جذب موج‌های پرانرژی طراحی شده‌اند که می‌توانند مقادیر زیادی از جریان‌های موجی را به زمین منتقل کنند. آنها فقط حفاظت در سطح متوسط ​​(حداکثر ولتاژی که روی دستگاه ظاهر می‌شود) ارائه می‌کنند. خط زمانی که جریان ضربه از طریق برقگیر برق می گذرد، ولتاژ حد نامیده می شود، زیرا محافظ های کلاس I عمدتاً جریان های موج بزرگ را جذب می کنند. آنها نمی توانند به طور کامل از تجهیزات حساس الکتریکی در داخل سیستم منبع تغذیه محافظت کنند. صاعقه گیر برق سطح اول می تواند از امواج رعد و برق 10/350 میکرو ثانیه جلوگیری کند و به بالاترین استاندارد حفاظتی تعیین شده توسط IEC برسد. مرجع فنی: نرخ جریان صاعقه است. بزرگتر یا مساوی 100KA (10/350μs) است. مقدار ولتاژ باقیمانده از 2.5 کیلو ولت بیشتر نیست. زمان پاسخ کمتر یا مساوی 100 ns است. هدف از سطح دوم حفاظت، محدود کردن بیشتر مقدار ولتاژ موج باقیمانده عبوری از سطح اول صاعقه گیر به 1500-2000 ولت و اجرای اتصال هم پتانسیل برای LPZ1- است. LPZ2. خروجی محافظ ولتاژ برق از مدار کابینت توزیع باید یک محافظ نوسان برق محدود کننده ولتاژ به عنوان سطح دوم حفاظت باشد و ظرفیت جریان صاعقه آن نباید کمتر از 20KA باشد. باید در پستی که برق تجهیزات الکتریکی مهم یا حساس را تامین می کند نصب شود. دفتر توزیع جاده. این صاعقه گیرهای منبع تغذیه می توانند انرژی باقیمانده ولتاژی را که از برق گیر در ورودی منبع تغذیه کاربر عبور کرده است، بهتر جذب کنند و ولتاژ اضافه گذرا را بهتر مهار کنند. محافظ برق مورد استفاده در اینجا به حداکثر ظرفیت ضربه نیاز دارد. 45 کیلو آمپر یا بیشتر در هر فاز، و ولتاژ حد مورد نیاز باید کمتر از 1200 ولت باشد. این محافظ برق CLASS Ⅱ نامیده می شود. سیستم منبع تغذیه کاربر عمومی می تواند به حفاظت سطح دوم برای برآورده کردن الزامات عملکرد تجهیزات الکتریکی دست یابد. صاعقه گیر منبع تغذیه سطح دوم از محافظ نوع C برای حفاظت از حالت کامل فاز مرکز، فاز زمین و زمین میانی استفاده می کند، عمدتاً پارامترهای فنی عبارتند از: ظرفیت جریان صاعقه بزرگتر یا مساوی 40KA است (8/ 20μs)؛ مقدار پیک ولتاژ باقیمانده از 1000 ولت بیشتر نیست. زمان پاسخگویی بیشتر از 25 ثانیه نیست.

هدف از سطح سوم حفاظت، ابزار نهایی حفاظت از تجهیزات، کاهش مقدار ولتاژ افزایش باقیمانده به کمتر از 1000 ولت است، به طوری که انرژی ولتاژ به تجهیزات آسیب نرساند. محافظ نوسان برق نصب شده در انتهای ورودی منبع تغذیه AC تجهیزات الکترونیکی اطلاعات باید یک سری محافظ ولتاژ محدود کننده ولتاژ قدرت به عنوان سومین سطح حفاظت باشد و ظرفیت جریان صاعقه آن نباید کمتر از 10KA باشد. آخرین خط دفاعی می تواند از یک توان داخلی استفاده کند. صاعقه گیر در منبع تغذیه داخلی تجهیزات الکتریکی برای دستیابی به هدف حذف کامل اضافه ولتاژ گذرا. محافظ برق مورد استفاده در اینجا به حداکثر ظرفیت ضربه 20KA یا کمتر در هر فاز نیاز دارد و ولتاژ حد مورد نیاز باید کمتر از 1000 ولت. برای برخی از تجهیزات الکترونیکی بسیار مهم یا حساس، لازم است سطح سوم حفاظت داشته باشد و می تواند بنابراین تجهیزات الکتریکی را از اضافه ولتاژ گذرا تولید شده در داخل سیستم محافظت کنید. برای منبع تغذیه یکسو کننده مورد استفاده در تجهیزات ارتباطی مایکروویو، تجهیزات ارتباطی ایستگاه سیار و تجهیزات رادار، توصیه می شود یک محافظ صاعقه منبع تغذیه DC متناسب با ولتاژ کاری انتخاب کنید. حفاظت نهایی با توجه به نیازهای حفاظتی ولتاژ کاری آن. سطح چهارم و بالاتر بر اساس سطح ولتاژ مقاومت تجهیزات حفاظت شده است. اگر دو سطح حفاظت در برابر صاعقه بتواند ولتاژ را کمتر از سطح ولتاژ مقاومت تجهیزات محدود کند، تنها دو سطح حفاظت لازم است. اگر تجهیزات دارای سطح ولتاژ مقاومت کمتری باشند، ممکن است به چهار سطح یا بیشتر از حفاظت نیاز داشته باشد. ظرفیت جریان صاعقه حفاظت سطح چهارم نباید کمتر از 5KA باشد.[3] اصل کار طبقه بندی محافظ های برق به ⒈ نوع سوئیچ تقسیم می شود: اصل کار آن این است که وقتی اضافه ولتاژ لحظه ای وجود ندارد، امپدانس بالایی ارائه می دهد، اما هنگامی که به اضافه ولتاژ گذرا صاعقه پاسخ می دهد، امپدانس آن ناگهان به یک تغییر می کند. مقدار کم، اجازه رعد و برق را می دهد. هنگامی که به عنوان چنین وسایلی استفاده می شود، دستگاه ها عبارتند از: شکاف تخلیه، لوله تخلیه گاز، تریستور، و غیره. با افزایش جریان و ولتاژ موج، امپدانس آن کاهش خواهد یافت و مشخصه های جریان-ولتاژ آن به شدت غیرخطی است. دستگاه های مورد استفاده برای چنین دستگاه هایی عبارتند از: اکسید روی، وریستور، دیودهای سرکوبگر، دیودهای بهمنی و غیره.⒊ نوع شانت یا نوع شنت چوک: موازی با تجهیزات محافظت شده متصل می شود، امپدانس پایینی را به پالس صاعقه ارائه می دهد و امپدانس بالایی را به عملیات معمولی ارائه می دهد. فرکانس انتشار.نوع چوک: در سری با تجهیزات حفاظت شده، امپدانس بالایی به پالس های صاعقه و امپدانس پایینی نسبت به فرکانس های کاری معمولی ارائه می دهد. دستگاه هایی که برای چنین دستگاه هایی استفاده می شوند عبارتند از: کویل کویل، فیلترهای بالا گذر، فیلترهای پایین گذر. ، دستگاه های اتصال کوتاه 1/4 طول موج و غیره.

با توجه به هدف (1) محافظ برق: محافظ برق AC، محافظ برق DC، محافظ برق سوئیچینگ، و غیره. پانل های توزیع برق DC و غیره؛ جعبه های توزیع برق ورودی در فضای باز در ساختمان و جعبه های توزیع برق کف ساختمان وجود دارد. محافظ موج قدرت برای شبکه های برق صنعتی کم ولتاژ (220/380VAC) و شبکه های برق شهری استفاده می شود. در سیستم های قدرت عمدتاً برای ورودی یا خروجی برق سه فاز در پانل منبع تغذیه اتاق کنترل اصلی اتاق اتوماسیون و پست استفاده می شود. مناسب برای سیستم های مختلف منبع تغذیه DC مانند: پانل توزیع برق DC ; تجهیزات منبع تغذیه DC؛ جعبه توزیع برق DC; کابینه سیستم اطلاعات الکترونیکی; ترمینال خروجی تجهیزات منبع تغذیه ثانویه.⑵محافظ سیگنال: محافظ سیگنال فرکانس پایین، محافظ سیگنال فرکانس بالا، محافظ فیدر آنتن، و غیره. دامنه کاربرد دستگاه حفاظت از سیگنال شبکه برای رعد و برق 10/100Mbps SWITCH، HUB، استفاده می شود. روتر و سایر تجهیزات شبکه در برابر برخورد رعد و برق و حفاظت در برابر ولتاژ اضافی ناشی از پالس الکترومغناطیسی صاعقه. · حفاظت از سوئیچ شبکه اتاق شبکه. · حفاظت از سرور اتاق شبکه. · اتاق شبکه دیگر حفاظت از تجهیزات با رابط شبکه. · جعبه حفاظت صاعقه یکپارچه 24 پورت عمدتاً برای حفاظت متمرکز کانال های چند سیگنالی در کابینت های شبکه یکپارچه و کابینت های سوئیچ شاخه استفاده می شود. محافظ سیگنال. دستگاه های حفاظت از صاعقه سیگنال ویدئویی عمدتا برای تجهیزات سیگنال ویدئویی نقطه به نقطه استفاده می شود. حفاظت هم افزایی می تواند انواع تجهیزات انتقال ویدئو را از خطرات ناشی از برخورد صاعقه القایی و ولتاژ موج از خط انتقال سیگنال محافظت کند و همچنین برای انتقال RF تحت همان ولتاژ کاری قابل استفاده است. رعد و برق ویدئویی چند پورت یکپارچه جعبه محافظ عمدتاً برای حفاظت متمرکز تجهیزات کنترلی مانند ضبط کننده های ویدئویی دیسک سخت و برش های ویدئویی در کابینه کنترل یکپارچه استفاده می شود.